汉江中游近期冲刷状况浅析

为了及时了解冲刷强度及冲刷范围,多年来对汉江中游河道进行多次观测,经资料整理及数据分析,总结出冲刷规律,以往分析至2005年。根据2005和2012年丹江口水库坝下游断面测量资料,对丹江至碾盘山河河段冲刷规律进行浅析,得出坝下游河段冲刷强度随时间及距坝里程的不同而发生变化。随着时间的推移,重点冲刷河段由丹江口至襄阳向下游发展,且近期重点冲刷段在崔家营至碾盘山河段。丹江口大坝加高调度方式发生变化后,建议加强对丹江口大坝下流河段冲刷的监测与分析工作。     

丹江口水库蓄水以来汉江中下游河床冲淤变化研究

丹江口水库蓄水运用后,汉江中下游河床发生了显著调整。为了加深对水库调蓄影响下汉江中下游河床整体冲淤规律的认识,根据大量实测资料,对汉江中下游水沙与河床冲淤变化进行了较为系统的分析。结果表明:丹江口水库蓄水运用后,汉江中下游洪峰削减,枯水期流量增大,中水期延长,径流年内分配更加均匀,坝下游输沙总量大幅度减少。南水北调中线工程运行后,径流年内分配更趋均匀,坝下游输沙量进一步减少。1978～2020年,丹江口至河口河段平滩河槽冲刷了10.75亿m3,冲刷强度自上而下逐步减小;中游丹江口至碾盘山河段仍是冲刷发展最为剧烈的河段。近期河床演变分析结果表明:丹江口至襄阳河段洲滩变化较大,江心滩面积有所淤长且整体下移;襄阳至碾盘山河段洲滩、汊道基本稳定,河道游荡性减弱;碾盘山至仙桃河段深泓线横向摆动频繁,洲滩冲淤变化较为剧烈;仙桃至河口河段河床演变强度相对较小,但局部弯道有裁弯取直现象发生。分析成果可为汉江中下游防洪减灾、规划设计、河道治理、采砂管理、航道整治等提供参考。     

汉江雅口枢纽坝下河道冲淤及水面线变化数值模拟

丹江口水库大坝加高完成、南水北调中线工程通水后,改变了汉江中下游水沙条件,梯级水库建设亦将改变河道边界条件。以汉江中游雅口至碾盘山河段为研究对象,采用一维水沙数学模型,研究了梯级水库运行后的河床冲淤变化及其对水面线的影响。研究结果表明:碾盘山枢纽未建时,雅口枢纽坝下河道呈整体冲刷态势,坝下河道水面线受河床冲刷下切而降低;碾盘山枢纽建成后,雅口枢纽坝下河道冲淤变化表现为近坝段微冲,其余河段淤积,总体呈淤积态势,河段水面线受河床淤积而抬升。研究成果可为枢纽工程、航道整治、防洪工程等设计和论证提供科学依据。     

丹江口大坝下游冲刷坑成因和后期演化分析

丹江口大坝下游河床岩体为变质辉长辉绿岩及变质闪长岩,岩性坚硬,但地质构造复杂,断裂较多,裂隙密集.初期工程1973年建成后投入使用.目前,为有利于南水北调工程调水,丹江口水库大坝正在进行加高工程.初期工程完工后,对泄流建筑物的运用及其下游河床的冲刷情况的观测为计算大坝加高后下游河床冲刷坑深度提供了有利条件.综合考虑岩体结构、泄流特征等因素,根据简易估算、模型试验成果对后期大坝加高后坝下河床冲刷坑的发展演化进行分析.     

汉江碾盘山-仙桃河道近期演变规律分析

根据汉江下游碾盘山至仙桃河段多年监测的水文资料和收集到的最新实测长程地形资料,从来水来沙特性、河道平面、深泓纵剖面、典型横断面、洲滩、深槽、河床冲淤量等方面,对丹江口水库蓄水以来河道近期演变规律进行了初步分析.结果表明;由于清水下泄影响,碾盘山至仙桃河段总体呈冲刷,其中河段内洲滩较多的碾盘山-沙洋河段以冲滩为主,整个河段冲淤尚未达到平衡.     

兴隆水利枢纽坝下游河段河床演变分析

兴隆水利枢纽是汉江中下游水资源综合开发利用的一项重要工程,工程河段兼有游荡型及弯曲型河道的特点。自丹江口水库运用以来,受水库清水下泄的影响,该河段的来水来沙条件发生较大变化,根据实测水下地形资料,全面分析了工程河段河床演变特征。结果表明:2005～2016年间河段内深泓线平面位置摆动频繁且幅度较为显著,特别是在弯道及过渡段范围内,还伴随着边滩与江心洲滩的冲淤发展。河床呈冲淤交替变化,主要以冲刷下切为主。断面变化较大的位置主要集中在过渡段和弯道段。在今后较长时期内,工程河段河床仍将呈冲刷趋势,但随着丹江口水库坝下游河道冲刷下移及自身调整,工程河段将逐步向冲淤平衡方向发展,总体河势将趋于稳定。     

丹江口水库清水下泄冲刷含沙量的特性分析

丹江口水库蓄水以后,由于清水下泄,坝下游河道沿程产生了不同程度的冲刷,使得沿程的含沙量和级配组成发生了明显的变化。本文根据丹江口水库坝下游16年的实测资料,分析了坝下游河道清水冲刷含沙量和级配的变化特性。并对清水冲刷过程中,干流河段内的沉速及含沙量的衰减现象作了分析,建立了干流河段内冲刷含沙量的衰减关系.文中用衰减式对丹江至皇庄段、丹江至仙桃段的干流冲刷含沙量资料作了验算,实测与计算值比较,结果尚好.     

丹江口水库下游河道演变及其对航道的影响

汉江是长江最大的支流之一,中游为分汊性河段,下游为婉蜒性河段.丹江口水利枢纽工程于1968年建成·本文在分析建坝前汉江中下游河道特性的基础上,着重讨论建坝后河道的冲刷调整过程以及河床演变的趋势.同时,还讨论了这些变化对航道的影响.     

三峡工程蓄水运用后长江中游河道演变初步研究

三峡工程是长江流域治理开发的关键性工程。本文在分析三峡工程蓄水运用以来坝下游水沙特性变化的基础上,采用长江中游宜昌至湖口多年的实测地形资料,对建库前后该河段的泥沙冲淤变化及河势演变特点进行了深入的探讨。研究表明:三峡工程蓄水运用以来,坝下游输沙量大幅减小,荆江三口分流分沙特性尚未发生明显变化,长江与洞庭湖的关系进一步调整;坝下游河势总体稳定,但河床冲刷强度加剧,并由蓄水前的冲槽淤滩转变为滩槽均冲。宜昌至枝城河段河床纵向冲刷明显、洲滩面积萎缩、床沙明显粗化;荆江河床冲刷下切,河床形态逐渐向窄深形式发展;城陵矶至湖口河段部分弯道段主泓横向摆动、凹岸崩塌,分汊段主泓摆动不定,滩槽冲淤交替仍较为频繁。     

三峡、丹江口水库运行前后坝下游不同河型稳定性对比分析

通过计算丹江口、三峡水库运用前后坝下游不同河型的河床稳定系数,分析了建库前后坝下游河床稳定性的变化情况及不同河型稳定性的差异,结果表明:坝下游不同河型的综合稳定系数表现为,分汊河型的稳定系数最大,蜿蜒河型次之,游荡河型综合稳定系数最小;同一河型在不同的河流甚至同一河流不同河段上的综合稳定系数存在差异;丹江口、三峡水库运用以后坝下游不同河型的综合稳定系数均呈增大趋势,河道总体呈现渐趋稳定的态势。     

调水背景下丹江口水库优化调度与效益分析

针对南水北调中线一期工程建成调水这一新常态下丹江口水库调度问题,从丹江口水库蓄水、供水、发电等不同运行任务出发,通过设定弃水最小化、发电量最大化调度目标函数和不同供水调度情景,建立了丹江口水库优化调度模型,构建满足丹江口水库调度运行方式的求解空间,采用1956—2015年丹江口天然入库径流系列,运用较成熟的动态规划优化算法对丹江口优化调度进行模拟,研究水源地枢纽丹江口水库不同调度目标函数和运行方式对下游区域水文情势和供需水平衡的影响,试图为提出可权衡汉江流域多方用水需求的丹江口调度运行方式提供基础支撑。结果表明:考虑南水北调中线一期工程引水后,采用丹江口优化调度方案的下泄水量>272亿m³,能够满足下游基础供水需求。     

丹江口水库综合效益转换分析及补偿制度研究

通过对丹江口水库综合效益转换的分析，建立水库优化调度模型，计算出丹江口水库在不同运用方案、不同调水方案下的发电损失量，设计了跨流域调水补偿制度框架，最后针对南水北调中线工程给丹江口水库带来的发电损失提出了补偿意见。     

丹江口水库汛期水位动态控制方案研究

丹江口水库加高完成后,为保障汉江中下游防洪安全和南水北调供水的顺利进行,防洪和蓄水的矛盾更加突出,根据目前的蓄水方案,蓄满率可能进一步降低。以62 a实测洪水资料为输入,对丹江口水库的运行方式进行了模拟调度和预泄能力分析,并根据汉江流域洪水特性,提出了不同时期丹江口水库的运行水位动态控制方案。根据提出的运行方案,丹江口水库在保证各项设计功能正常发挥的前提下,可进一步挖掘水库的防洪效益,并做到风险可控,供水保证率可提高10%左右,发电效益可增加5%左右。     

丹江口水库水体中微量有机污染物种类初探

丹江水库是南水北调中线工程的水源地，其水质优劣对工程效益有直接影响，长江流域水环境监测中心首次采用色－质联用仪，分别于１９９５年枯水期和丰水期，对丹江口水库水体中的微量有机污染物，进行了初步探查，基本掌握了丹江口水库微量有机物污染分布状况及库区主要污染物种，为库区及水源地的水控制与水资源保护及规划提供了极为重要的科学依据。     

水库下游河湾平面形态变化规律研究

水库运用势必改变河道的水沙过程。下游河道也会随之发生不同程度的演变。本文基于这个问题。研究了汉江丹江口水库、长江葛洲坝水利枢纽蓄水运用后下游河湾平面形态的变化规律。主要内容包括河湾发育概况、水库运用对河湾平面形态的影响以及在不同的来水来沙条件下典型河湾平面形态变化。并结合大量实测资料拟合出水库下游河湾平面形态参数的经验公式，公式经验证，可以用来预测相同类型水库运行后下游河湾平面形态的变化规律。     

丹江口水库水源保护对策研究

首先论述丹江口水库上游水质现状,并以此为切入点详细分析水污染产生的原因,然后从水资源保护的角度探讨分析丹江口水库水源保护的对策及其实施后产生的效益,进一步明确了只有合理开发利用其上游水资源,才能保证丹江口水库水源达到国家南水北调引水工程对其水质标准的要求,以确保流域内经济社会的永续发展。     

汉江丹江口大坝加高后水库环境地质问题预测

丹江口水利枢纽是综合开发汉江的大型水利工程,坝址位于湖北省丹江口市汉江与支流丹江汇合口下游1.5 km处,分两期开发.初期工程投入运行20多年以来,库坝区地震活动具有水库诱发地震特征.库区除局部库段有崩岸及小规模滑坡活动外,库岸总体是稳定的,且基本不存在浸没问题.后期工程大坝加高后,水库诱发地震仍将存在,但地震活动强度水平和震中位置将不会出现太大变化.正常蓄水位抬高13 m使得水库延长约60 km,同时改变了水库运行现状.库区岸坡变形将集中发生在汉库库尾,将对移民迁建选址有一定影响;库岸再造将主要发生在汉库郧县盆地、李官桥盆地和淅川盆地库段的第四系松散堆积层展布区;局部库段存在的浸没问题需进行工程处理.     

Risk Evaluation of Water Shortage in Source Area of Middle Route Project for South-to-North Water Transfer in China

Water diversion causes changes in the downstream flow regime, which may intensify the crisis of water shortage. The effect of the diversion on water shortage depends on the volumes of water transferred and water demand of source area, the upstream inflow and the way the reservoir is operated. This paper reports the findings of a study to assess the impact of water diversion from Danjiangkou reservoir on middle and lower Hanjiang River, part of the source area of South-to-North Water Transfer Project, China. The risk evaluation model consists of four parts, including inflow generation, water demand, simulation, and performance evaluation. Thomas?CFiering model and Mont-Carlo method are utilized to simulate monthly reservoir inflow data and a 12-dimensional random vector is used to describe the 12-month water demand in middle and lower Hanjiang River. A reservoir simulation model is established for optimum operation of Danjiangkou reservoir. Several scenarios including different water diversion scales are run by the risk evaluation model, whose outputs provide valuable information for decision making.     

丹江口库区水压应力场的有限元模拟

根据丹江口水库区的地质特征建立三维有限元模型模拟计算水压应力场和应变场，分析水库蓄水后断层的稳定情况及库水载荷对库盆岩体中应力应变状态的影响，并预测丹江口水库二期工程诱发地震的可能性与危险区。研究结果表明，库水载荷不可能直接诱发水库地震，而是通过对岩石的软化和断层的润滑间接诱发地震。蓄水后瓦房厂—周山断裂出现张开现象，丹江断裂滑移增大，稳定性降低；均郧断裂和公路断裂面压应力增加，滑移减小，从而变得更加稳定。水库二期工程后汉江库区诱发地震的机率很小，但丹江口库区有可能诱发地震，能性较大地区为厚坡、九重、彭桥、仓房和田川。     

丹江口水利枢纽大坝加高工程右岸2号～右3号转弯坝段锯缝技术的监理实践

南水北调中线水源工程丹江口大坝加高工程有诸多设计技术难题,右岸混凝土坝转弯坝段在平面上是呈凸向下游的反弧形,初期工程中横缝进行了灌浆。在气温与库水位的作用影响下,坝体被挤压向下游变形,坝基上游端部受拉,拉应力区已经发展到帷幕线附近,扬压力增大,需恢复各坝段的变形功能。对大坝横缝进行大面积的切割混凝土在中国尚属首次,且技术性高,没有相应的规范标准可依。结合坝体锯缝工程特点,监理以合同文件为依据,对工程施工质量、进度、合同管理等进行全过程的监控,收到了良好的效果。